刊登日期 : 2022-10-15
关注中国科技的朋友,对勇闯“第四极”的“奋斗者号”载人潜水器不会陌生,但大家知道它在万米深渊工作的画面是谁拍摄的吗?它有自拍棍?原来拍下这些珍贵画面并直播出去的,是一部名为“沧海号”的深海着陆器;它被形容为奋斗者号之“御用摄影师”。“沧海号”有什么“黑科技”?
“沧海号”还有“小助手”凌云号
“奋斗者号”载人潜水器于2016年开始研发,至2020年才投入运作。在此期间,当局又决定研发“御用摄影师”作为深海科考的配套,它就是现在的“沧海号”深海着陆器。
“沧海号”外形大致呈长方体,高约3米。它身体正面的左下方还搭载着不足一米高的“助手”“凌云号”;“凌云号”可与“沧海号”分离、自行在海底活动。
“沧海号”虽然不载人,本身没有很多科考功能,甚至不能像“奋斗者号”在海底自由活动,但研发难度绝不低。
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“沧海号”装有全海深超高清摄影机、3D摄影机,还有16个照明灯作“打灯”之用,通信传输、电力等设备不可少;它搭载的“凌云号”亦有小型高清镜头和灯等设备,怎样确保设备能承受海底高压,便是难题。
要知道在万米深海,水压能达到大气压的1,000多倍,相当于指甲大小的地方顶住一辆私家车,非常惊人。
其中最棘手、又是必须解决的一个问题,是要保证摄影机在巨大压力中运作正常。为此,研发人员制作了一个圆筒形、前端设有玻璃观察窗钛合金密封舱,摄影机放置舱内,即可透过观察窗拍摄,并免于受压。
光纤传数据 沧海号高清直播
为让观察窗硬度够高,又有足够透光度,研究人员曾费煞思量;经过返复试验后,他们最终用人工合成蓝宝石,作为玻璃窗材料。
另外,“沧海号”除了是“御用摄影师”外,还要负责“直播”工作,如何把高质素画面即时传出,同样不容易。
“奋斗者号”2020年10月由母船搭载到太平洋,开始探索万米深的马里亚纳海沟。深海无法使用无线电,奋斗者号要利用声波与外界通信,当日的直播声画质素非常有限。
11月13日,载着3名潜航员的奋斗者号成功到达10,909米深的沟底,创下纪录。此际大家还发现电视直播与以往大不同,画面非常高清,且除了奋斗者号的第一身视角外,竟然还有拍到奋斗者号如何工作的镜头。
那是怎样做到的?原来要归功于首次出动的“沧海号”。
“沧海号”设有一条连接母船的光纤,其传输速率达每秒15GB,正是高清直播的关键。另外,“沧海号”与“奋斗者号”能以激光发射器的“光信号”沟通,“奋斗者号”同样可透过“沧海号”中继,把画面和资料传到母船上。
据报道,在试验阶段,“沧海号”长逾10公里的光纤曾经断裂,因此科研团队还特意加装一部中继器,以确保通信顺畅。
沧海号实时画面助科学家决策
在具体运作上,工作开始之初,“沧海号”会先离开母船“探索二号”,先行下潜和着陆海底,作为拍摄主机位。这时“凌云号”亦会按自动程序与“沧海号”分离,并按设计好的路径移动,成为水下拍摄的第二机位。
另一方面,“奋斗者号”离开母船“探索一号”,开始潜入海底;由于“沧海号”坐底(在海床着陆)后不能自由活动,“奋斗者号”须用声学通信定位和探测雷达找到“沧海号”,并缓缓驶到“沧海号”的镜头前,主动入镜。
双方用光信号取得联络后,“奋斗者号”开始科考任务,“沧海号”和“凌云号”也全力拍摄,并透过光纤把相关画面和资料传到母船上。
实时画面会由母船传上卫星,再经卫星转发国内电视台,观众就可以看到“奋斗者号”在深海的工作情况。
当然,“沧海号”的高科技拍摄和直播,不只是为了满足电视观众需求,其更重要作用是能让母船上的科学家实时掌握“奋斗者号”工作情况,向潜航员提出指导和决策。